染色质可塑性动态调控的蛋白质机器及其作用机理

后基因组时代生命科学领域的一大关键科学问题是同一生物体中具有相同基因组的各种不同生理功能的细胞命运是如何决定的。表观遗传学正是为了回答这一关键科学问题而兴起的新兴学科,而表观遗传学的核心是染色质结构与功能层面的动态调控。高等真核生物的基因组DNA通过缠绕组蛋白八聚体形成以核小体为重复单元的串珠结构,并经不同层次折叠如30 nm染色质纤维、长距离染色质环、异染色质等高级结构储存于细胞核中。现有研究表明,染色质而非孤立的DNA才是真核生物遗传信息的载体,同时也是基因转录、DNA复制与损伤修复、DNA重排和重组等生命活动赖以进行并得以精准调控的物质基础和信息整合平台。染色质结构及其功能的动态调控在生殖发育、细胞分化、代谢和衰老等过程中发挥至关重要的作用,其错误调控常导致基因表达异常并伴随多种疾病的发生。同时,国际上以染色质动态调控相关因子为靶标的药物研发方兴未艾,累计投入已超过数十亿美元,目前已有多种染色质修饰酶抑制剂被美国FDA批准成药。因此,染色质结构与功能的动态调控既是揭示生命现象本质、正确理解生命过程以及各种人类重要疾病发生发展的基础生物学问题之一,也是涉及国民健康和医药产业发展的重大战略需求。